[发明专利]用于查看图像的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于查看图像的方法和装置。

背景技术

近来，随着来自诸如Lytro和Raytrix等制造商的相机的引入，全光或光场成像已进入消费者领域。全光成像使得能够在采集数字图像后，对该数字图像进行重对焦。

虽然与常规相机相比，这些技术可采集到另外的景深和光场信息，但却生成了复杂的数据集，这些复杂的数据集显著大于常规图像并且需要进行复杂的后处理以重新生成具有不同参数的常规图像。此外，这些数据集与现有图像压缩技术不兼容，并且需要专门的查看软件。因此，无法容易地在诸如智能电话和平板电脑的常规消费型设备上享受或是使用网络/互联网技术看到此类高级成像技术的有益效果。

图1示出包括两个面部10、12的典型场景；图2示出用于该场景的现有技术自动聚集算法的运算，作为与相机的距离的函数。这是常规的“爬山”算法，其采集该场景的初始预览图像并计算所采集图像的一个或多个部分上的对焦度量值。应当注意，现代成像设备自动执行诸如面部跟踪以及预览流的单个帧上的前景/后景分离等功能，并且因此，一般不对整个图像计算对焦度量值，而是针对特定感兴趣区(ROI)诸如面部以及图像内的前景对象进行计算。

在图2中，我们示出了在该场景中针对包括图1的近距面部10的区域而计算的对焦度量值(步长1-4)以及针对图1的中距面部12而计算的对焦度量值。

最简单的对焦度量仅仅是测量在图像的所选ROI上的局部对比度和/或清晰度。然而，文献中提供了更复杂的对焦度量。

应当理解，文献中描述了多种可用的自动对焦算法，并且图2的爬山算法只是一个简单的例子。需注意，沿图2、图3和图5的X轴示出的焦距采用的是对数比例尺。这是典型的对焦调整，在这种情况下，存在靠近相机的更多对焦步长，而且当超过3-5m的距离时，相机将有效对焦在无限远处。

在图2中，相机首先对焦在与相机相距约18cm的距离“1”处。这提供了对近距面部的ROI的极弱对焦度量，使得距离被调整为约35cm，以便产生较强的对焦度量“2”，但仍低于所需阈值(约0.9)；达到65cm的第三调整“3”产生较高的对焦度量值，但基于面部区域的大小，算法会发现该对焦度量值过高，并将距离重新调整为正好在50cm以下，此距离足够近以产生等于或高于所需阈值的对焦度量值。

上述内容是一个非常简单的例子，通常来讲，自动对焦算法可采用若干另外的对焦步长以准确到达最佳焦点。算法还取决于选择用于计算对焦度量值的ROI、该ROI的准确性以及任何其他可用信息。在上文所提供的简单例子中，假设的是，对焦算法将会基于对面部ROI大小的了解，而知晓该步长“3”超过了最佳焦距。如果无法提供此信息，那么算法会继续将焦点调整至更大距离处，并且仅在确定对焦度量值已经减小(步长4)的情况下，才会认为对焦调整值应为介于“3”与“2”之间的距离(步长5)。

因此，通常自动对焦过程将会采用比此处所示更多的步长。但是，在过程结束时，仍会采集单个主要的焦点对准的(in-focus)图像。

在视频系统中，自动对焦操作略有不同。当通过视频采集过程保存每(个帧时，对焦算法包括两个主要阶段。

在第一阶段中，对焦算法的表现基本上与数字相机自动对焦算法相同，并且焦点在距离上可以相当大的偏移进行改变，直至实现高于所需阈值的对焦度量值。

实现这种初始对焦后，摄像机将继续调整焦点，但此时增量较小。在上述例子的上下文中，初始对焦后，每个随后的帧上仅允许一个步长+/-的焦点改变。因此，如果近距面部10上的对焦度量值降到低于阈值，那么只能在下一个图像帧上以更靠近或更远离该初始焦点的一个步长进行调整。(或者，如果帧率较高或对焦系统惯性高，那么只能每2-4帧改变一次焦点)；视频算法必须以此方式限制焦点的改变，从而不会因视频场景的复杂且不断改变的性质而容易造成“焦点跳跃”或“焦点振荡”效应。

因此，视频对焦包括初始自动对焦阶段，该阶段允许在实现初始对焦之前进行大型对焦调整。此后，进行第二“小型调整”阶段，以允许跟踪场景内的主ROI，而不突然跳到会扰乱查看者的焦点。

单独地，焦点堆叠是在摄影中使用的技术，用于采集不同焦点长度上的多个图像并将这些图像合并成单个“焦点对准的”图像。这项技术通常被应用于对靠近相机镜头的对象的微距摄影，并且对焦增量可为仅几厘米以及在小于30-50cm的焦长的范围内。